Optogenetik und optisches Voltage Mapping

Eine schnelle Ausbreitung des Aktionspotenzials im Herzen ist für eine ordnungsgemäße Herzfunktion unerlässlich. Eine langsame Erregungsleitung begünstigt kreisende Erregungen und die Bildung eines Rotors, beides grundlegende Mechanismen, die zu lebensbedrohlichen ventrikulären Arrhythmien führen können. Die Leitungsgeschwindigkeit (CV) elektrischer Wellen im Herzen hängt von der Kardiomyozyten-Kardiomyozyten-Kopplung über Gap Junctions und der Geschwindigkeit der Depolarisation ab, die wiederrum von dem spannungsabhängigen Na⁺-Strom und dem Eingangswiderstand beeinflusst wird. Theoretisch ist ein optimales Ruhemembranpotenzial (RMP) für eine schnelle CV bei konstanter interzellulärer Leitfähigkeit erforderlich. Über den Einfluss des RMP auf die CV ist jedoch wenig bekannt, da eine genaue experimentelle Kontrolle des RMP im Herzgewebe aufgrund pharmakologischer Nebenwirkungen und Inhomogenitäten bei der Stimulation mit elektrischen Feldern nicht möglich war. In diesem Projekt werden die Auswirkungen des RMP auf die Erregungsleitung im gesunden Herzen und während einer Dysregulation der K⁺-Homöostase untersucht, um wichtige mechanistische Erkenntnisse zu gewinnen, die für eine bessere Vorbeugung und Behandlung von lebensbedrohlichen Kammertachykardien erforderlich sind.